发光二极管（ＬＥＤ）照明系统包括有一个ＰＦＣ和输出电压控制器，以及一个ＬＥＤ照明功率系统。该控制器的优点在于其工作于辅助电压上，该辅助电压低于ＬＥＤ照明功率系统所产生的链接电压。共享参考电压使照明系统的全部组件都能一起工作。一个功率因数校正开关和一个ＬＥＤ驱动电流开关被耦合到共享参考节点上，并有控制从节点到共享节点的绝对电压，这使控制器能够控制开关的导通性。该ＬＥＤ照明系统可以利用前馈式控制来同时改变ＬＥＤ照明功率系统对功率的需求以及一个或多个ＬＥＤ对功率的需求。该ＬＥＤ照明系统可以利用一个共享电流传感装置向控制器供给共享反馈信号，该控制器反映了至少两个ＬＥＤ的电流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
(15)本专利技术一般地涉及到电子及照明领域，具体地说，涉及电流调节光源如发光 二极管光源的功率控制及/或供给的系统及方法。 相关技术说明 (16)商业上实用的白炽灯泡已经使用了 100多年。但是，其它光源也有望成为白 炽灯泡的商业上可行的替代品。发光二极管(LED)作为主流光源特别有吸引力，部分原因 是其通过光输出效率高而节省能量、寿命长，以及环境激励，如减少了汞的使用。 (17)LED是半导体，由直流电驱动。LED的亮度与通过LED的电流呈正比地变化。 于是，增加供给LED的电流将提高其亮度，而减少供给LED的电流将减低其亮度。 (18)附图说明图1示出了一个开关LED的驱动系统100。 LED驱动系统100包括有一个连 续的电流模块，和降压式功率转换器102用于提供恒定电源电压V,以开关LED系统104。 电压源101向一个二极管全整流桥103提供一个交流输入电源电压V^g。譬如，电压源101 是公共电源，而交流电源电压V ^!在美国是60Hz/120V电源电压，在欧洲是50Hz/230V电源 电压。整流器103对输入的电源电压V^g进行整流。保持电容器C1使通过电容器C1的电 压相对于参考电压VJ呆持在近似直流的供电电压Va。供电电压Va也是功率转换器102的 输出电压，以及控制器106的输入电压。输入滤波电容C2为整流器103输出电压中的高频 分量提供了高通滤波。热敏电阻NTC1为功率转换器102提供浪涌电流保护。 (19)譬如说，控制器106是一个Supertex HV9910B集成电路控制器，可以从加利 福尼亚州Sunnyvale市的Supertex公司购得。供电电压Va能够改变，譬如从8V变到450V。 控制器106有一个内部电压调节器，使得可以直接在直流电源电压Vc上进行操作。控制器 106从GATE输出节点向n-通道金属氧化物场效应晶体管(MOSFET) Ql提供一个栅极驱动 信号。控制器106调制栅极驱动信号，于是调节后MOSFET Ql的导通性提供了恒定电流对 LED系统104进行开关控制。控制器106通过改变脉冲宽度调制的栅极驱动信号VMTE的占 空比来调节MOSFET Ql的平均阻抗。电阻&和电容C3为控制器106的接地参考点提供了外部联接。 (20)控制器106产生并利用反馈，来保持一个恒定的电流i，。控制器106收到一 个电流反馈信号Vfb，它代表着在传感电阻R2上所测得的反馈电压Vfb。反馈电压Vft与LED 108中的LED电流i，呈正比。如果反馈电压Vft超过了预期的LED电流相应的预设参考 值，控制器106将对反馈电压Vft做出反应，办法是减小栅极驱动信号GATE的占空比，以使 MOSFET Ql的平均阻抗随时间而增大。如果反馈电压Vfb超过了预期的LED电流相应的预设 参考值，控制器106将对反馈电压Vfb做出反应，办法是增大栅极驱动信号GATE的占空比， 以使MOSFET Ql的平均阻抗随时间而减小。 (21)开关LED系统104包括有一个或多个串联的LED 108链。当M0SFETQ1接通 时，即处于导通状态时，二极管Dl的偏压被反转，于是电流i，流过LED,并给电感器充 电。当MOSFET Ql被断开，即处于不导通状态时，电感器k上的电压的极性改变，二极管D工 就为二极管电流i，形成一条电流通路。要选择可贮存足够能量的电感器，使得当MOSFET Ql被断开时，它能维持恒定的电流i，。 (22)图2示出了一个功率控制系统200，它包括有一个开关功率转换器202。整流 器103将输入的电源电压V^g进行整流，并向开关功率转换器提供一个经过整流的，随时间 而变的初级供电电压Vx。开关功率转换器202向负载222提供一个经过功率因数校正的， 近似恒定的电压功率。 (23) PFC和输出电压控制器214控制着PFC开关208，以向开关功率转换器202提 供功率因数校正并调节输出电压V。。功率因数校正技术的目的是使开关功率转换器202对 电压源101体现电抗性。于是，PFC和输出电压控制器214试图控制电感器电流k，使得平 均电感器电流^线性地且直接地与初级供电电压Vx相关。PFC和输出电压控制器214提 供一个脉冲宽度调制的(P丽)控制信号CS。，以控制开关208的导通性。在至少一个实施例 中，开关208是一个场效应晶体管(FET)，而控制信号CS。是开关208的栅极电压。控制信 号CS。的脉冲宽度值和占空比取决于两个反馈信号，即初级供电电压Vx和电容电压/输出 电压V。。 一般也将输出电压V。称为"链接电压"。 (24)为了将输入电压V,转变成经过功率因数校正的输出电压V。，PFC和输出电压 控制器214调制着PFC开关208的导通性。为了调节传输的能量并将功率因数保持在接近 1， PFC和输出电压控制器214改变着控制信号CS。的周期，使输入电流能够追踪到输入 电压Vx中的变化，并使输出电压Vc保持恒定。于是，当输入电压Vx增加时，PFC和输出电压 控制器214将增加控制信号CS。的周期TT ;当输入电压Vx减少时，PFC和输出电压控制器 将减少控制信号CS。的周期。同时，控制信号CS。的脉冲宽度(PW)受到调整，以使控制信号 CS。的占空比保持恒定，这样就保持了输出电压Vc的恒定。当开关208导通时，即接通时， 电感器电流^骤然上升。当开关208处于非导通状态时，即被断开时，电感器电流骤然 下降，提供电感器电流ij合电容206充电。 一般将电感器电流ij聚然下降的时间周期称 为"电感器归零时间"。二极管211防止反向电流流进电感器210。电感器电流i^与开关 208的"接通时间"呈比例。在至少一个实施例中，开关功率转换器202以间断电流的模式 工作，即，电感器电流的上升时间加电感器归零时间少于控制信号CS。的周期，这就控制 了开关208的导通性。Prodi6功率因数校正整流器的快速电压环路的补偿器设计与稳定性 评价，IEEE Transactions on Power Electronics (IEEE电力电子学汇刊)，第22巻，第59期，2007年9月，第1719-1729页。(在本文内称为Prodi6 )，该文描述了一个PFC和输出电 压控制器214的例子。 (25)在至少一个实施例中，PFC和输出电压控制器214以远高于输入电压V,的频 率更新控制信号CS。。输入电压Vx的频率一般为50-60Hz。譬如说，控制信号CS。的频率1/ TT介于20kHz与130kHz之间。等于或高于20kHz的频率避免了声音频率的影响，等于或低 于130kHz的频率避免了有较大影响的开关无效性，同时又能维持一个很好的功率因数，譬 如0. 9 1的功率因数，并使输出电压Ve保持近似的恒定值。 (26)当二极管211的偏压被反转时，电容器206向212提供贮存的能量将其加载。 电容器206足够大，可使PFC和输出电压控制器214 (将在以下详细讨论)所建立起的输出 电压V。较好地保持恒定。在恒定负载条件下，输出电压V。能较好地保持在一个恒定的目标 值上。但是当负载改变时，输出电压V。将变化。PFC和输出电压控制器214将调整控制信 号CS本文档来自技高网...
【技术保护点】
一个发光二极管（ＬＥＤ）照明系统包括： 一个功率因数校正（ＰＦＣ）和ＬＥＤ驱动控制器，该控制器由以下部分组成： 一个数字信号处理器，它耦合到ＬＥＤ反馈节点上并被配置得能够： 工作于数字水平供电电压上； 产生一个ＰＦＣ控制信号；以及 产生一个ＬＥＤ电流控制信号； 一个第一缓冲器，它被耦合到处理器上，并作如下配置： 工作于中等水平供电电压上，此处中等水平供电电压高于数字水平供电电压； 接收ＰＦＣ控制信号；并且 将ＰＦＣ控制信号转换成ＰＦＣ开关控制信号，以控制高压ＰＦＣ开关的导通性；以及 一个第二缓冲器，它被耦合到处理器上，并作如下配置： 工作于中等水平供电电压上； 接收ＬＥＤ电流控制信号，并且 将ＬＥＤ电流控制信号转换成ＬＥＤ电流控制开关信号，以控制高压ＬＥＤ电流控制开关的导通性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰L梅兰松，
申请(专利权)人：塞瑞斯逻辑公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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